周展浩

隨著國家對(duì)節(jié)能減排的日益重視,自2007年以來,各地紛紛出臺(tái)建筑節(jié)能管理辦法,辦法從規(guī)劃、建設(shè)、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)對(duì)新建建筑節(jié)能措施提出了嚴(yán)格要求。其中規(guī)定:新建住宅、賓館、酒店、商住樓等有熱水需要的公共建筑以及十二層以下住宅,應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定統(tǒng)一設(shè)計(jì)、安裝太陽能熱水系統(tǒng)。并規(guī)定:對(duì)應(yīng)采用而不采用太陽能熱水系統(tǒng)的民用建筑,規(guī)劃行政主管部門不得頒發(fā)建設(shè)工程規(guī)劃許可證,施工圖審查機(jī)構(gòu)不得出具施工圖審查合格書,建設(shè)行政主管部門不得頒發(fā)建筑工程施工許可證、不得辦理竣工驗(yàn)收備案手續(xù)[1]。在某些必須安裝太陽能熱水系統(tǒng)、但同時(shí)沒有足夠符合4 h日照的屋面面積來安裝太陽能集熱板的建筑,各地行政部門通常同意以空氣源熱水系統(tǒng)替代太陽能熱水系統(tǒng)。也就是從那時(shí)起,這種低能耗的熱水系統(tǒng)漸漸為人們所熟知。熱泵熱水機(jī)組吸收空氣中的熱量和太陽能,是綜合電熱水器和太陽能熱水器優(yōu)點(diǎn)的安全節(jié)能環(huán)保型熱水機(jī)組,全年平均運(yùn)行成本只需用電直接加熱的1/3～1/2,常規(guī)太陽能的2/3,因此是國家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。

空氣源主要由4個(gè)核心部件組成,分別是壓縮機(jī),冷凝器,膨脹閥和蒸發(fā)器。

空氣源熱水器的工作原理與空調(diào)原理有一定相似,應(yīng)用了逆卡諾原理,通過吸收空氣中大量的低溫?zé)崮?經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮變?yōu)楦邷責(zé)崮軅鬟f到水箱中,把水加熱起來。整個(gè)過程是一種能量轉(zhuǎn)移過程(從空氣中轉(zhuǎn)移到水中),不是通過電加熱元件加熱水或者燃燒可燃?xì)怏w加熱水的能量轉(zhuǎn)換的過程。其工作流程是這樣的:壓縮機(jī)將回流的低壓冷媒壓縮后,變成高溫高壓的冷媒氣體排出,高溫高壓的冷媒氣體流經(jīng)纏繞在冷凝器外面的銅管,熱量經(jīng)銅管傳導(dǎo)到被加熱水體中,冷卻下來的冷媒在壓力的持續(xù)作用下變成液態(tài),經(jīng)膨脹閥后進(jìn)入蒸發(fā)器,液態(tài)的冷媒在此因壓力下降迅速蒸發(fā)變成氣態(tài),并從空氣中吸收大量的熱量,吸收了一定能量的冷媒回流到壓縮機(jī),進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

空氣源熱水器的主要特點(diǎn):

1)高效節(jié)能。其輸出能量與輸入電能之比即能效比一般在2～6之間,在浙江省年均可達(dá)到3左右,而普通電熱水鍋爐的能效比不大于0.95,燃?xì)?、燃油鍋爐的能效比一般只有0.6～0.8,燃煤鍋爐的能效比更低一般只有0.3～0.7。

2)環(huán)保無污染。該產(chǎn)品是通過吸收環(huán)境中的熱量來制取熱水,是一種低能耗的環(huán)保產(chǎn)品,具有良好的社會(huì)效益,是一種可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保型產(chǎn)品。

3)運(yùn)行安全可靠。整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行無傳統(tǒng)熱水器(燃油、燃?xì)狻⑷济?中可能存在的易燃、易爆、中毒、腐蝕、短路、觸電等危險(xiǎn),熱水通過高溫冷媒與水進(jìn)行熱交換得到,電與水在物理上分離,因此,這是一種可靠的熱水系統(tǒng)。

4)使用壽命長(zhǎng),維護(hù)費(fèi)用低。產(chǎn)品的使用壽命可長(zhǎng)達(dá)15年以上,設(shè)備性能穩(wěn)定,運(yùn)行安全可靠,并可實(shí)現(xiàn)無人操作(全自動(dòng)化智能程序控制)。

5)全天候運(yùn)行。工作溫度一般在-10～40℃,無論白天、黑夜,不管晴天、陰天、刮風(fēng)下雨或下雪都能照常工作。

6)適用范圍廣。可用于酒店、賓館、工礦、學(xué)校、醫(yī)院、桑拿浴室、美容院、游泳池、溫室、養(yǎng)殖場(chǎng)、洗衣店、家庭等,可單獨(dú)使用,亦可集中使用,不同的供熱要求可選擇不同的產(chǎn)品系列和安裝設(shè)計(jì),同時(shí)還可以免費(fèi)獲取冷氣。

筆者在他人研究[2-7]的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際,對(duì)空氣源熱泵中央熱水系統(tǒng)的水箱選擇、技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)中常遇到對(duì)系統(tǒng)要求的技術(shù)問題等提出了合理的建議。

1 對(duì)熱水系統(tǒng)儲(chǔ)熱水箱應(yīng)為重力型還是承壓型的探討

根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(2009年版,以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)的第5.2.13,高層建筑熱水系統(tǒng)的分區(qū),應(yīng)遵循如下原則:應(yīng)與給水系統(tǒng)的分區(qū)一致,各區(qū)水加熱器、儲(chǔ)水罐的進(jìn)水均應(yīng)由同區(qū)的給水系統(tǒng)專管供應(yīng)……[8]。很多設(shè)計(jì)師在沒有具體問題具體分析及深入計(jì)算的基礎(chǔ)上,一律對(duì)空氣源熱泵中央熱水系統(tǒng)采用承壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),結(jié)果使得其系統(tǒng)節(jié)能效果會(huì)大打折扣,甚至在某些場(chǎng)合會(huì)成為高能耗的熱水系統(tǒng)。究其主要原因是:空氣源熱泵儲(chǔ)熱水箱容積遠(yuǎn)比熱交換器等熱水機(jī)組大、水箱設(shè)置在不易保溫的屋頂、空氣源儲(chǔ)熱泵機(jī)組的加熱特點(diǎn)等。需要指出一點(diǎn),不管是重力水箱還是承壓水箱,都要盡量與建筑單位協(xié)調(diào)好,在設(shè)置空氣熱泵機(jī)組的附近屋頂設(shè)計(jì)水箱間,這樣能減小水箱內(nèi)熱水溫度的日降低值,從而起到降低熱損的作用;但在實(shí)際工程中,由于受建筑容積率指標(biāo)、建筑物造型、結(jié)構(gòu)受力等因素影響,極少有水箱間設(shè)計(jì)。筆者就在不同的冷水系統(tǒng)下應(yīng)采用的儲(chǔ)熱水箱形式作具體的分析,并以一個(gè)分成二個(gè)分區(qū)的熱水系統(tǒng)為例,分別談?wù)勗摕崴到y(tǒng)在采用重力水箱系統(tǒng)和承壓水箱系統(tǒng)的各自優(yōu)缺點(diǎn)。

1.1 冷水系統(tǒng)為屋頂重力水箱供水時(shí)

空氣源熱水機(jī)組及儲(chǔ)水罐均設(shè)置在屋頂,儲(chǔ)水罐也必定采用重力式,對(duì)此,不會(huì)有異議。

1.2 冷水系統(tǒng)為變頻加壓供水時(shí)

這個(gè)時(shí)候,容易出現(xiàn)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū),許多設(shè)計(jì)師會(huì)根據(jù)《規(guī)范》的第5.2.13采用承壓式水箱,并且冷水分幾區(qū),相應(yīng)采用幾套設(shè)備;筆者認(rèn)為,從節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理、使用方便等出發(fā),在絕大多數(shù)情況下,儲(chǔ)水罐應(yīng)采用重力水箱,對(duì)冷熱水壓力不平衡問題,只要采用恒壓變頻設(shè)備和減壓閥設(shè)定熱水出口壓力,就完全滿足了《規(guī)范》中當(dāng)不能滿足儲(chǔ)水罐由同區(qū)的給水系統(tǒng)專管供應(yīng)時(shí),應(yīng)采取保證系統(tǒng)冷、熱水壓力平衡的措施[8]的要求和實(shí)際使用的要求;冷水供水每個(gè)子項(xiàng)的分區(qū)(包括高區(qū))總進(jìn)水管如果設(shè)置可調(diào)式減壓閥,出口壓力可調(diào)至與熱水系統(tǒng)的供水壓力基本完全一致,效果更明顯?？傊?在熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),冷、熱水壓力必須要關(guān)聯(lián)、要平衡,這才是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本。

1.3 重力水箱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

2個(gè)分區(qū)的重力水箱系統(tǒng)見圖1。

1.3.1 優(yōu) 點(diǎn)

1)不浪費(fèi)多余的能量,綜合能效比(COP值)較高。水箱采用智能水位,根據(jù)季節(jié)、使用人數(shù)變化等而相應(yīng)引起使用熱水的量的變化、對(duì)水位作調(diào)整,即熱水制取的量與使用的量相匹配。

2)自動(dòng)控制運(yùn)行熱泵機(jī)組能利用低谷電價(jià)。在設(shè)計(jì)空氣能熱泵機(jī)組時(shí),根據(jù)用戶的用熱水量配置相應(yīng)的保溫水箱,空氣能熱泵機(jī)組具有定時(shí)啟停功能,又利用保溫重力水箱具有良好的保溫效果的優(yōu)勢(shì),可以在低谷電價(jià)時(shí)制取熱水儲(chǔ)存于保溫重力水箱中,既經(jīng)濟(jì)又能避開用電高峰,對(duì)電力系統(tǒng)也有利。

3)適用性廣。適用于所有供熱水場(chǎng)所,尤其是對(duì)用水量變化大的場(chǎng)所,如賓館、住宅等;定時(shí)使用的場(chǎng)所,如公司食堂等更應(yīng)優(yōu)先采用。據(jù)考證,現(xiàn)在日熱水量較大的場(chǎng)所基本采用重力系統(tǒng)。

4)設(shè)置設(shè)備的位置要求相應(yīng)低?？稍O(shè)置在建筑物的主樓屋面(最佳選擇),也可設(shè)置在較低的裙樓屋面,均用變頻加壓系統(tǒng)或可調(diào)式減壓閥各自定壓分區(qū)。

5)避開惡劣工況運(yùn)行,可延長(zhǎng)熱水機(jī)組使用年限。由于根據(jù)熱水使用量、水箱液位等自動(dòng)控制運(yùn)行熱泵機(jī)組,因此可做到避開惡劣工況運(yùn)行;同時(shí),由于維持水箱溫度而浪費(fèi)的熱能很少,因此對(duì)應(yīng)的運(yùn)行時(shí)間也縮短,日總運(yùn)行時(shí)間也相對(duì)較短(一般采用12～16 h之間)。以上措施可延長(zhǎng)熱水機(jī)組的使用年限。

6)對(duì)設(shè)備的選用沒有限制?？諝庠礋崴訜嵩O(shè)備有直接大循環(huán)式和定溫放水式2種不同形式。直接大循環(huán)系統(tǒng)特別簡(jiǎn)單只需熱泵機(jī)組循環(huán)水泵,保溫水箱經(jīng)管道連接,直接對(duì)大水箱的水進(jìn)行加熱循環(huán),達(dá)到設(shè)定的溫度主機(jī)自動(dòng)停機(jī);定溫放水系統(tǒng)有不承壓定溫完全放水和承壓不間斷自動(dòng)補(bǔ)水頂水放水式2種,據(jù)幾家品牌廠家的測(cè)試數(shù)據(jù),在設(shè)備加熱的過程中,被加熱水水溫越低能效比COP值越高,隨著水溫的升高COP值在降低,相同外部工況下同等的水從20℃加熱到50℃時(shí)段與50℃升高到60℃時(shí)段所耗用的能量接近。加熱水箱定溫全放水方式雖然控制系統(tǒng)較復(fù)雜,但每加熱一箱水都是從冷水初始溫度到設(shè)定溫度全過程加熱,充分發(fā)揮熱泵輸入功率隨溫升變化的特點(diǎn),COP值較高,節(jié)能效果明顯,這類最節(jié)能類型的設(shè)備只能使用在重力系統(tǒng)中。

1.3.2 缺 點(diǎn)

由于需用變頻加壓系統(tǒng)提升熱水,需要消耗一定的電能,以一個(gè)賓館工程舉例,高區(qū)總用熱水量30 t,加壓泵出口壓力為15 MPa,水泵效率為0.65,則加壓系統(tǒng)日消耗的能量為1.9 k Wh,折合在每噸水需消耗0.063 k Wh電能,但這部分電能與承壓水箱系統(tǒng)所浪費(fèi)的電能相比實(shí)在是微不足道以至可以忽略。

圖1 重力水箱系統(tǒng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of gravity tank system

1.4 承壓水箱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

2個(gè)分區(qū)的承壓水箱系統(tǒng)見圖2,當(dāng)然承壓系統(tǒng)可以共用一套加熱系統(tǒng)、減壓閥分區(qū)的設(shè)計(jì)方式,考慮《規(guī)范》的第5.2.13同源要求,在實(shí)際設(shè)計(jì)中、承壓條件下熱水系統(tǒng)的分區(qū)原則會(huì)與冷水系統(tǒng)一致。

1.4.1 優(yōu) 點(diǎn)

由于各區(qū)水加熱器、儲(chǔ)水罐的進(jìn)水均應(yīng)由同區(qū)的給水系統(tǒng)專管供應(yīng),熱水不需要提升。

1.4.2 缺 點(diǎn)

1)浪費(fèi)了大量的熱能,綜合能效比不高。由于機(jī)組的供熱量遠(yuǎn)小于最大小時(shí)耗熱量,空氣源的儲(chǔ)熱水箱容積又往往比較大,為了維持這個(gè)大承壓熱水箱內(nèi)的溫度會(huì)浪費(fèi)大量的電能。設(shè)備在加熱和維持水箱溫度的過程中,熱泵機(jī)組都工作在較高溫區(qū)(55℃左右)而導(dǎo)致節(jié)能效果不佳(COP值相比較低),更不利的是熱損失往往發(fā)生在空氣源效率較低的晚上,如果在冬天因化霜還會(huì)浪費(fèi)大量的輔助電能。以一個(gè)賓館工程舉例:各分區(qū)承壓熱水箱總?cè)莘e為30 t,日平均降溫保守預(yù)計(jì)10℃(由于設(shè)置在露天,實(shí)際肯定超),其日浪費(fèi)電能為348 kWh,每噸浪費(fèi)11.6 kWh,年浪費(fèi)電能為127 141 k Wh(注:考慮空氣源設(shè)備在熱水溫度55℃左右的年綜合能效比約為1.5,實(shí)際年浪費(fèi)電能約為84 760 k Wh)。

上面的數(shù)據(jù)已經(jīng)值得關(guān)注了,放大效應(yīng)更應(yīng)引起注意。如賓館入住率不高,某日用水量為5 t,則每噸熱水的浪費(fèi)電能為69.6 kWh電能。又如住宅前期入住率很低,如杭州不少住宅小區(qū)三年還不到30%,更何況最先入住的幾戶時(shí),放大效應(yīng)更大。如果按實(shí)耗計(jì)熱水價(jià),先期入住的用戶由于熱水價(jià)過高、很可能不用小區(qū)中央熱水了,后期入住的用戶更不會(huì)去用了,小區(qū)中央熱水系統(tǒng)可能因此放棄運(yùn)行。杭州市幾年前采用真空燃油鍋爐中央熱水系統(tǒng)的幾個(gè)住宅小區(qū)均以上述相同的過程而最終停止運(yùn)行,筆者分析主要原因是熱水系統(tǒng)采用了大容積的承壓熱水箱所致,而不是普遍認(rèn)為的管道輸送熱損失過大(《規(guī)范》的第5.5.5條也支持了筆者的說法:小區(qū)配水管道熱損失只有約4%～6%)。

圖2 承壓水箱系統(tǒng)示意圖Fig.2 Schematic diagram of pressure tank system

在這點(diǎn)上重力水箱有很大的優(yōu)勢(shì),可根據(jù)日用水量的多少而采用相應(yīng)的水位和容積,減少了維溫?zé)釗p失,更避免了維溫?zé)釗p失的放大效應(yīng)。

2)不能有效利用低谷電價(jià)。由于采用承壓儲(chǔ)水箱,空氣能熱泵機(jī)組以水箱內(nèi)溫度控制啟停,在低谷電價(jià)時(shí)制取熱水只是保持水箱的溫度,并不能有效利用谷電價(jià)。

3)設(shè)備經(jīng)濟(jì)投入較多。空氣源熱水加熱設(shè)備的套數(shù)與分區(qū)數(shù)一致;對(duì)空氣源熱水加熱設(shè)備的冷媒冷凝器的承壓一般在0.2～0.3 MPa之間,承壓系統(tǒng)對(duì)熱水換熱器即冷媒冷凝器的承壓要求較高,必須先提出特殊要求,由廠家非標(biāo)生產(chǎn);日用熱水量大于30 m3的每個(gè)承壓罐,應(yīng)設(shè)置膨脹罐。

4)適用性較差。對(duì)用水量變化大的場(chǎng)所,如賓館、住宅等,由于因維持水箱溫度耗熱過多不適合使用;定時(shí)使用的場(chǎng)所,如公司食堂,由于長(zhǎng)時(shí)間(下班時(shí)間、尤其是節(jié)假日)不使用,因維持水箱溫度的耗熱量很大(如上面的實(shí)例以2 d計(jì),熱量會(huì)浪費(fèi)696 k Wh電能);如果不維持溫度,不但需要長(zhǎng)時(shí)間加熱才能再次使用,而且水箱內(nèi)溫度仍然會(huì)下降而浪費(fèi)大量的能量,更加耗能而不適合采用。

5)設(shè)置設(shè)備的位置有要求。如果需要分區(qū)供熱水,只能集中設(shè)置在低區(qū)供水范圍的屋面或各自設(shè)置在供水范圍內(nèi)的屋面;如果需要分區(qū)的建筑沒有裙房或裙房屋面不能布置加熱設(shè)備,低區(qū)系統(tǒng)可能無法按規(guī)范設(shè)計(jì)。

6)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng),影響熱水機(jī)組使用年限。由于采用因維持承壓水箱內(nèi)的溫度,熱水機(jī)組需24 h保持在運(yùn)行狀態(tài),總運(yùn)行時(shí)間也相應(yīng)比重力水箱系統(tǒng)熱水機(jī)組長(zhǎng)約25%(按日平均總溫升測(cè)算:(50-40)÷40),定時(shí)使用的熱水系統(tǒng)在這方面更加明顯,如公司食堂相應(yīng)達(dá)35%(按星期平均總溫升測(cè)算:(270-200)÷200)。

7)對(duì)設(shè)備的選用也會(huì)有限制。對(duì)承壓水箱系統(tǒng)而言只能用直接大循環(huán)式和承壓不間斷自動(dòng)補(bǔ)水頂水放水式2種,在設(shè)備加熱和維持水箱溫度的過程中,熱泵機(jī)組長(zhǎng)期工作在較高溫區(qū)而導(dǎo)致節(jié)能效果不佳,加熱水箱定溫全放水方式這類最節(jié)能類型的設(shè)備不能在承壓水箱系統(tǒng)中采用。

綜上所述,筆者認(rèn)為承壓水箱系統(tǒng)只適用在用熱水量不大、日用熱水量變化較小、水箱能盡量設(shè)置在戶內(nèi)的場(chǎng)合,如戶式中央熱水機(jī)組。

2 儲(chǔ)熱水箱容積的計(jì)算

在計(jì)算出最大日用熱水量為Q總的前提下,再計(jì)算出空氣源熱泵機(jī)組的產(chǎn)熱能力:額定工況下機(jī)組運(yùn)行時(shí)間為12 h,惡劣工況下機(jī)組運(yùn)行時(shí)間為16 h。

2.1 承壓儲(chǔ)熱水箱容積計(jì)算

Qh為設(shè)計(jì)高峰時(shí)期小時(shí)用熱水量,Q h=K h×Q總÷24(m3/h);

Kh為小時(shí)變化系數(shù),按《規(guī)范》的表5.3.1選用;

Qg為設(shè)計(jì)機(jī)組最不利小時(shí)供熱量,Q g=Q總÷16(m3/h);

T為高峰用熱水時(shí)間,為4 h;

t為熱水日使用時(shí)間。

根據(jù)《規(guī)范》第5.4.2B第6款,計(jì)算并得出承壓儲(chǔ)熱水箱的有效容積為:Vr(有效)=k2×(K h×Q總÷t-Q總÷16)×4=1.2×(Kh×Q總÷t-Q總÷16)×4=(Kh×Q總÷t-Q總÷16)×4.8(m3);計(jì)算并得出承壓儲(chǔ)熱水箱的總?cè)莘e為:Vr=Vr(有效)÷η=(Kh×Q總÷t-Q總÷16)×4.8÷0.8=(Kh×Q總÷t-Q總÷16)×6(m3)。

為了減少在使用熱水量不高時(shí)的熱損失,在儲(chǔ)熱水箱總?cè)莘e大于8 m3時(shí),筆者認(rèn)為應(yīng)分成不得少于能獨(dú)立使用的2座。

2.2 重力儲(chǔ)熱水箱容積計(jì)算

筆者認(rèn)為可以采用以下幾種計(jì)算方法:

1)適用于直接大循環(huán)式空氣源熱水機(jī)組的計(jì)算公式,同承壓系統(tǒng)的儲(chǔ)熱水箱容積計(jì)算:Vr=(K h×Q總÷t-Q總÷16)×6(m3),詳細(xì)說明見上。

2)適用于定溫放水式空氣源熱水機(jī)組(定溫放水系統(tǒng)是指當(dāng)空氣源熱泵熱水器加熱水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)打開進(jìn)水電磁閥或者自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)水泵,把已經(jīng)加熱達(dá)到設(shè)定的水溫的熱水放到儲(chǔ)熱保溫水箱中,供生產(chǎn)及生活用的過程,不同于循環(huán)逐步加熱熱水箱中熱水的直接大循環(huán)式空氣源熱水機(jī)組)的計(jì)算公式,總結(jié)多家空氣源熱水機(jī)組生產(chǎn)廠家的工程經(jīng)驗(yàn)和已經(jīng)投入運(yùn)行的多個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行情況,得出的儲(chǔ)熱水箱有效容積經(jīng)驗(yàn)公式為:Vr(有效)=日用水量×使用系數(shù)-惡劣工況下機(jī)組產(chǎn)熱水量×4 h-機(jī)組加熱水箱容積(m3)。

3)對(duì)于天氣寒冷的北方地區(qū),不考慮機(jī)組在惡劣天氣下的日最冷的時(shí)段制熱,水箱有效容積不小于日設(shè)計(jì)用熱水量。

4)能利用低谷電價(jià)的用熱水單位,考慮盡量在低谷電價(jià)時(shí)制取日用熱水儲(chǔ)存于保溫水箱中,水箱有效容積不小于日設(shè)計(jì)用熱水量,根據(jù)測(cè)試,優(yōu)質(zhì)的重力保溫水箱能在氣溫-3℃的情況下,日溫降控制在3℃左右。

上述4種計(jì)算方法,可根據(jù)不同的實(shí)際情況分析選用,考慮各類機(jī)組的實(shí)際節(jié)能效果,其中后3種計(jì)算方法應(yīng)比較常見。

3 加熱循環(huán)水泵的選擇

空氣源熱泵機(jī)組的產(chǎn)熱能力以額定工況下機(jī)組運(yùn)行時(shí)間為12 h制取日用熱水量作為設(shè)計(jì)參數(shù),加熱循環(huán)水泵以水箱內(nèi)溫降3℃作為水泵啟動(dòng)溫度,則Q泵=(Q總/12)×(55-15)÷3×安全系數(shù)=(Q總/12)×40÷3×1.1=1.2×Q總,必須注意的是:式中Q總單位為m3/d,Q泵單位為m3/h。

水泵揚(yáng)程根據(jù)《規(guī)范》的第5.4.2A第3條計(jì)算,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),機(jī)組與水箱在一個(gè)標(biāo)高平面上,揚(yáng)程選用約15 m。

4 結(jié) 語

綜上所述,筆者根據(jù)《規(guī)范》和工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和已經(jīng)投入運(yùn)行的項(xiàng)目的運(yùn)行情況,結(jié)合不同的場(chǎng)合,對(duì)承壓、重力儲(chǔ)熱水箱的容積分別提出了計(jì)算方法,也對(duì)本熱水系統(tǒng)加熱循環(huán)水泵的技術(shù)參數(shù)的選擇提出了計(jì)算方法。并將設(shè)計(jì)思路應(yīng)用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,取得了滿意的效果。筆者認(rèn)為:

1)根據(jù)空氣源儲(chǔ)熱泵中央熱水系統(tǒng)的特點(diǎn)為基本點(diǎn),從節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理、使用的限制條件等出發(fā),在大多數(shù)情況下,對(duì)用水量較大的中央熱水系統(tǒng)的儲(chǔ)水罐采用重力式,系統(tǒng)相應(yīng)為重力水箱系統(tǒng);

2)承壓水箱系統(tǒng)適用在用熱水量不大、日用熱水量變化較小、水箱能盡量設(shè)置在戶內(nèi)的場(chǎng)合,如戶式中央熱水機(jī)組;

3)任何系統(tǒng)的核心是主設(shè)備,管路系統(tǒng)是為主設(shè)備服務(wù)的,設(shè)計(jì)師的任務(wù)就是在不破壞設(shè)備功能的前提下為主設(shè)備設(shè)計(jì)一個(gè)合理的管路系統(tǒng),而不是為了管路系統(tǒng)的合理性而削弱甚至是犧牲主設(shè)備的功能優(yōu)勢(shì),這是一個(gè)原則性問題。

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